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摘要:众所周知,标准铂电阻温度计非常昂贵,使用一段时间后会发生漂移。若发现其产生的漂移量超出正常范围,并及时进行退火处理仍能恢复其正常性能。所以,有必要对标准铂电阻温度计的漂移进行实时监测。利用小型水三相点瓶,可方便、快速地检测水三相点上标准铂电阻温度计的漂移,有助于判断超差与否,及时采取措施延长其使用寿命。
关键词:标准铂电阻温度计;漂移;水三相点瓶
0.引言
标准铂电阻温度计是一种高精度、高稳定性的测量仪器。它可以作为标定汞温度计、工业用玻璃温度表、工业用热电阻、工业用热电偶等,但价格昂贵,制造工艺复杂,不耐振动。石英玻璃外保护管易碎。标准铂电阻温度计的正确使用和维护十分重要。若使用不当,会出现数据漂移或损坏。因此本文对标准铂电阻温度计的维护与使用作出研究。
1.标准铂电阻温度计概述
标准铂电阻温度计是传递(-189.3442~660.323)℃温度范围内国际温标的内插仪器。它是一种精度高、稳定性好的精密测量仪器。标准铂电阻温度计已广泛应用于许多企事业单位,尤其在计量、电力、军工等行业。标准铂电阻温度计在标准水银温度计、液体玻璃温度计、热电阻、低温热电偶等的标准装置中。随着测温水平的上升,越来越多地被用作工作测量仪器。标准铂电阻温度计价格昂贵,制造工艺复杂,不耐振动。石英玻璃外保护管易破裂的。不适当的使用会导致数据漂移或损坏。所以,标准铂电阻温度计的正确使用和维护十分重要。
2.标准铂电阻温度计产生漂移的原因分析
2.1氧化
铂在-40°C到500°C之间都会发生氧化。约300℃~500℃时,铂丝表面可形成三維形式的二氧化铂;在约-40~300℃范围内就会产生二维形式的铂氧化物。因为铂丝的一部分横截面被氧化膜取代,电阻也随之增大。而低温区漂移的主要原因是铂氧化物引起的,通过退火可以消除氧化造成的漂移。
2.2污染
当标准铂电阻温度计受到污染时,它的水三相点电阻R(tpw)会增加,任何凝固点的电阻比W=R(t)/R(tpw)都会下降。R(tpw)和W通常无法通过退火得到完全恢复。石英管与金属护管污染的区别在于,金属护管标准铂电阻温度计在极短的时间内的漂移十分明显.而石英护管标准铂电阻温度计的漂移有一个逐渐的过程。
2.3机械冲击
撞击、振动或任何其他形式的加速度都会引起管腔弯曲和周围支架的变形,从而引起应力,改变温度计的耐温性能。应力使铂电阻值增大。若力学冲击不明显,则可通过退火消除Rtp和w的漂移。但是若铂丝受到物理损坏,则不能进行退火恢复。
3.标准铂电阻温度计保管与使用
(1)若R(tpw)略微增加,W保持不变或变化很小,则可能是标准铂电阻温度计氧化或受到轻微的机械冲击。还可以使用退火过程恢复正常。(2)若R(tpw)明显增加,而W保持不变或变化很小,则有可能是标准铂电阻的温度计被氧化,或传感器线实际上已经损坏。在退火后,R(tpw)恢复时,表示标准铂电阻温度计已经被氧化。(3)若退火后R(tpw)没有改善,则可能是标准铂电阻温度计的传感器损坏。(4)若R(tpw)略微增减,则可能是标准铂电阻温度计受到明显的机械冲击或轻微污染。(5)若R(tpw)明显增加,则标准铂电阻温度计可能受到明显的机械冲击。通过退火可以R(tpw)恢复R值。
4.使用过程中可能出现的不正常现象及应对措施
如果测量值与证书提供的数据有出入,则先检查测量系统的测量是否正常,测量水三相点值,并与证书数据进行比较;然后将温度计上限温度退火(2~3)小时,,再测量温度计的水三相点值Rtp。对比了退火前后Rtp的变化,如果不稳定,再退火,如此循环,直到Rtp稳定。如无Rtp稳定迹象,请参考下列步骤:
(1)在测量过程中,若出现不能解释的严重异常,如乱跳、无读数等,应检查温度计接线是否正确、牢固;若接线正确但问题依然存在,则应将温度计的所有导线与测量装置分开。用万用表测量温度表导线之间的电阻。
接通温度计,用万用表检查温度计外部导线的电阻,确定哪个导线断开;必要时,切断温度计内部或外部电阻,以区分其原因是温度计内部还是外部;若为温度计外部引线开路,则只需将开路上的引线部分或将其切断后,温度表将能正常工作;若温度计内部引线或温度计元件开路,则不能再使用。
测温仪短路时,所测得的温度表中任意一对导线之间只有导线电阻(2Ω左右)。很可能是由于温度计手柄内部的导线或感温元件需要维护或更新,室温下温度计的电阻介于引线电阻和正常电阻之间。极有可能是温度计的感温元件的电阻线圈短路,无法重复测温。
(2)温度计在水三相点测量时读数不稳定,再次检查温度表接线是否正确、牢固;检查电测仪的测量是否正常(可测量一个标准电阻,看测量值是否稳定);通常使用该电测仪测量另一种温度计,看其测量值是否稳定;如果确定该温度计的测量读数不稳定,可能是温度计外保护管有孔或裂缝。
(3)温度计仅在低温时不稳定,但在常温或高温下正常。探测低温物体或被测介质的温度是否稳定;如果被测物体的温度稳定,温度计会由于密封问题而使水汽进入温度计。因此,温度表需要维护或升级。
5.结束语
标准铂电阻温度计测量温度精度高,稳定性好,制造工艺复杂,不耐振动。石英玻璃外保护管易破裂。不适当的使用将导致温度计数漂移或损坏。因此需要实时监测水三项点的电阻值,根据其变化规律,及时进行退火,延长标准铂电阻温度计使用寿命。
参考文献
[1]南英淑 .浅析标准铂电阻温度计的维护与使用[J].计量与测试技术,2010,20( 6) .
[2]耿荣勤,崔馨元,邢寒雪,李杰 .不同电测设备测量标准铂电阻温度计的结果比较 .计量技术,2016( 11) .
[3]高庆中 .温度计量[M].北京:中国计量出版社,2004.
作者简介:王崟朱 1991年,男,安徽合肥,本科 /助理工程师,安徽省长江计量所,研究方向:热学计量检定。
关键词:标准铂电阻温度计;漂移;水三相点瓶
0.引言
标准铂电阻温度计是一种高精度、高稳定性的测量仪器。它可以作为标定汞温度计、工业用玻璃温度表、工业用热电阻、工业用热电偶等,但价格昂贵,制造工艺复杂,不耐振动。石英玻璃外保护管易碎。标准铂电阻温度计的正确使用和维护十分重要。若使用不当,会出现数据漂移或损坏。因此本文对标准铂电阻温度计的维护与使用作出研究。
1.标准铂电阻温度计概述
标准铂电阻温度计是传递(-189.3442~660.323)℃温度范围内国际温标的内插仪器。它是一种精度高、稳定性好的精密测量仪器。标准铂电阻温度计已广泛应用于许多企事业单位,尤其在计量、电力、军工等行业。标准铂电阻温度计在标准水银温度计、液体玻璃温度计、热电阻、低温热电偶等的标准装置中。随着测温水平的上升,越来越多地被用作工作测量仪器。标准铂电阻温度计价格昂贵,制造工艺复杂,不耐振动。石英玻璃外保护管易破裂的。不适当的使用会导致数据漂移或损坏。所以,标准铂电阻温度计的正确使用和维护十分重要。
2.标准铂电阻温度计产生漂移的原因分析
2.1氧化
铂在-40°C到500°C之间都会发生氧化。约300℃~500℃时,铂丝表面可形成三維形式的二氧化铂;在约-40~300℃范围内就会产生二维形式的铂氧化物。因为铂丝的一部分横截面被氧化膜取代,电阻也随之增大。而低温区漂移的主要原因是铂氧化物引起的,通过退火可以消除氧化造成的漂移。
2.2污染
当标准铂电阻温度计受到污染时,它的水三相点电阻R(tpw)会增加,任何凝固点的电阻比W=R(t)/R(tpw)都会下降。R(tpw)和W通常无法通过退火得到完全恢复。石英管与金属护管污染的区别在于,金属护管标准铂电阻温度计在极短的时间内的漂移十分明显.而石英护管标准铂电阻温度计的漂移有一个逐渐的过程。
2.3机械冲击
撞击、振动或任何其他形式的加速度都会引起管腔弯曲和周围支架的变形,从而引起应力,改变温度计的耐温性能。应力使铂电阻值增大。若力学冲击不明显,则可通过退火消除Rtp和w的漂移。但是若铂丝受到物理损坏,则不能进行退火恢复。
3.标准铂电阻温度计保管与使用
(1)若R(tpw)略微增加,W保持不变或变化很小,则可能是标准铂电阻温度计氧化或受到轻微的机械冲击。还可以使用退火过程恢复正常。(2)若R(tpw)明显增加,而W保持不变或变化很小,则有可能是标准铂电阻的温度计被氧化,或传感器线实际上已经损坏。在退火后,R(tpw)恢复时,表示标准铂电阻温度计已经被氧化。(3)若退火后R(tpw)没有改善,则可能是标准铂电阻温度计的传感器损坏。(4)若R(tpw)略微增减,则可能是标准铂电阻温度计受到明显的机械冲击或轻微污染。(5)若R(tpw)明显增加,则标准铂电阻温度计可能受到明显的机械冲击。通过退火可以R(tpw)恢复R值。
4.使用过程中可能出现的不正常现象及应对措施
如果测量值与证书提供的数据有出入,则先检查测量系统的测量是否正常,测量水三相点值,并与证书数据进行比较;然后将温度计上限温度退火(2~3)小时,,再测量温度计的水三相点值Rtp。对比了退火前后Rtp的变化,如果不稳定,再退火,如此循环,直到Rtp稳定。如无Rtp稳定迹象,请参考下列步骤:
(1)在测量过程中,若出现不能解释的严重异常,如乱跳、无读数等,应检查温度计接线是否正确、牢固;若接线正确但问题依然存在,则应将温度计的所有导线与测量装置分开。用万用表测量温度表导线之间的电阻。
接通温度计,用万用表检查温度计外部导线的电阻,确定哪个导线断开;必要时,切断温度计内部或外部电阻,以区分其原因是温度计内部还是外部;若为温度计外部引线开路,则只需将开路上的引线部分或将其切断后,温度表将能正常工作;若温度计内部引线或温度计元件开路,则不能再使用。
测温仪短路时,所测得的温度表中任意一对导线之间只有导线电阻(2Ω左右)。很可能是由于温度计手柄内部的导线或感温元件需要维护或更新,室温下温度计的电阻介于引线电阻和正常电阻之间。极有可能是温度计的感温元件的电阻线圈短路,无法重复测温。
(2)温度计在水三相点测量时读数不稳定,再次检查温度表接线是否正确、牢固;检查电测仪的测量是否正常(可测量一个标准电阻,看测量值是否稳定);通常使用该电测仪测量另一种温度计,看其测量值是否稳定;如果确定该温度计的测量读数不稳定,可能是温度计外保护管有孔或裂缝。
(3)温度计仅在低温时不稳定,但在常温或高温下正常。探测低温物体或被测介质的温度是否稳定;如果被测物体的温度稳定,温度计会由于密封问题而使水汽进入温度计。因此,温度表需要维护或升级。
5.结束语
标准铂电阻温度计测量温度精度高,稳定性好,制造工艺复杂,不耐振动。石英玻璃外保护管易破裂。不适当的使用将导致温度计数漂移或损坏。因此需要实时监测水三项点的电阻值,根据其变化规律,及时进行退火,延长标准铂电阻温度计使用寿命。
参考文献
[1]南英淑 .浅析标准铂电阻温度计的维护与使用[J].计量与测试技术,2010,20( 6) .
[2]耿荣勤,崔馨元,邢寒雪,李杰 .不同电测设备测量标准铂电阻温度计的结果比较 .计量技术,2016( 11) .
[3]高庆中 .温度计量[M].北京:中国计量出版社,2004.
作者简介:王崟朱 1991年,男,安徽合肥,本科 /助理工程师,安徽省长江计量所,研究方向:热学计量检定。